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文档简介
1、自举,死区和功能简介自举,死区和功能简介 Copyright 2001 PEMC.Tsinghua. All rights reserved.IPEMCCopyright 2001 PEMC.Tsinghua. All rights reserved.自举自举l自举电路自举电路l下图是自举电路原理下图是自举电路原理l为什麽不装模块或不运行时上管没有驱动电源为什麽不装模块或不运行时上管没有驱动电源?调板时可将调板时可将VUFS与与VNC短接短接,以使上管获得驱以使上管获得驱动电压动电压,可测量驱动波形可测量驱动波形.T1IGBTT4IGBTC1 224E133F/35VR333/1/4WD2ES
2、1MVN1VUFBVUFSPNUIPEMCCopyright 2001 PEMC.Tsinghua. All rights reserved.自举自举l自举电路主要是为了缩小变频器的体积自举电路主要是为了缩小变频器的体积, ,节省节省开关变压器体积开关变压器体积, ,驱动只使用一组绕组驱动只使用一组绕组, ,上管驱上管驱动电源均采用自举电路动电源均采用自举电路. .但是自举电源但是自举电源l是通过下管是通过下管IGBTIGBT导通给电容供电导通给电容供电, ,尤其是在变尤其是在变频器负载运行时频器负载运行时, ,强电大电流均加到上管的驱强电大电流均加到上管的驱动电源上动电源上, ,容易造成工作
3、不稳定或元器件损坏容易造成工作不稳定或元器件损坏. .所以只要空间及变压器绕组够用尽量不使用自所以只要空间及变压器绕组够用尽量不使用自举电源而使用独立电源举电源而使用独立电源. .IPEMCCopyright 2001 PEMC.Tsinghua. All rights reserved.死区补偿死区补偿l死区死区l 定义定义: :死区就是变频器在运行过程中死区就是变频器在运行过程中, ,一组桥臂的上下管同一组桥臂的上下管同时关断的状态时关断的状态, ,这段时间就称为死区时间这段时间就称为死区时间. .l 作用作用: :防止模块上下桥臂同时导通防止模块上下桥臂同时导通, ,造成模块损坏造成模块
4、损坏. .因为因为IGBTIGBT的开关是需要时间的的开关是需要时间的, ,尤其是在负载过程中打开很快但关断尤其是在负载过程中打开很快但关断是需要一定时间的是需要一定时间的, ,但通常在但通常在2US2US左右左右, ,为了安全起见我们将小功为了安全起见我们将小功率变频器的死区时间定为率变频器的死区时间定为4US,4US,大功率死区时间应更长些大功率死区时间应更长些. .l 影响影响: :影响输出波形的正玄度影响输出波形的正玄度, ,尤其是变频器在高载频低速尤其是变频器在高载频低速运行中影响更大运行中影响更大, ,因为载频高时因为载频高时IGBTIGBT的导通时间短、低速时的占的导通时间短、低
5、速时的占空比小,所以死区在有效波形中所占的比例增大。所以为了安全空比小,所以死区在有效波形中所占的比例增大。所以为了安全考虑应将死区时间加长,但为了输出波形更好又得将死区时间减考虑应将死区时间加长,但为了输出波形更好又得将死区时间减小,这是一组矛盾,所以现在许多变频器的死区补偿功能就是用小,这是一组矛盾,所以现在许多变频器的死区补偿功能就是用来减小死区的影响。来减小死区的影响。IPEMCFM IMl模拟量模拟量FM、IM输出处理电路变频器具有一路输出处理电路变频器具有一路模拟电压输出和一路模拟电流输出,模拟电压输出和一路模拟电流输出,FM输出输出的是的是0,10V的电压信号,的电压信号,IM输
6、出的是输出的是0/4,20mA的电流信号。的电流信号。FMOUT由由DSP的的PWM口送出,经口送出,经RC滤波,滤波时间常数为滤波,滤波时间常数为()()()()再经运放放大,放大倍数(再经运放放大,放大倍数(R61R65)/R59+1= (10K 1 K )/10K +1= 2.1倍。倍。为然后经电容为然后经电容E4滤波。滤波。Copyright 2001 PEMC.Tsinghua. All rights reserved.IPEMCFMCopyright 2001 PEMC.Tsinghua. All rights reserved.12345678ABCD87654321DCBATi
7、tleNumberRevisionSizeA2Date:16-Jun-2003Sheet of File:D:ESCH例子FC355 375.DDBDrawn By:FMOUT12R5910K/1/16W(贴片)R6010K/1/16W(贴片)R63100K/1/16W(贴片)R64100K/1/16W(贴片)R6110K/1/16W(贴片)R651K/1/16W(贴片)E210uF/25V+15VFMC71104(贴片)R6210K/1/16W(贴片)C72104(贴片)32184U10ALM358(贴片)R113100/1/4W(贴片)IPEMC霍尔输出电路霍尔输出电路712 30A霍尔霍
8、尔Copyright 2001 PEMC.Tsinghua. All rights reserved.IPEMC霍尔输出电路计算霍尔输出电路计算lU0=(U2-U1)*Rf/R1Copyright 2001 PEMC.Tsinghua. All rights reserved.IPEMCCopyright 2001 PEMC.Tsinghua. All rights reserved.一、矢量带载条件一、矢量带载条件矢量控制带载之前必备条件(PN 端电压校正,开怀50HZ变频器显示电流与实际电流相等,正确的设置变频器的功率和电机参数。当开怀正常,矢量无法正常运转的时候,可以检查以上几点)启动来
9、源,方向频率来源停机来源停机来源其它功能定义其它功能定义IPEMC为使变频器能够安全的运行其保为使变频器能够安全的运行其保护必须可靠,通常模块有以下几护必须可靠,通常模块有以下几种保护种保护l1 1。短路保护。短路保护(SC)(SC):防止负载短路及用户误操:防止负载短路及用户误操作造成的短路造成模块损坏,模块能够承受的作造成的短路造成模块损坏,模块能够承受的极限短路时间为极限短路时间为10US10US,所以检测短路保护电路,所以检测短路保护电路的一个重要指标就是检测短路保护延时时间,的一个重要指标就是检测短路保护延时时间,现在机型的短路保护延时时间为现在机型的短路保护延时时间为4.5US4.
10、5US左右左右. .门门槛一般定在槛一般定在3 3倍的模块额定电流上倍的模块额定电流上IPEMC过流保护过流保护l2. 2. 过流保护过流保护(OC): (OC): 小功率小功率IGBTIGBT系列门槛定在系列门槛定在2 2倍的倍的额定电流额定电流, ,低保护值低保护值40A40A,高保护值,高保护值60A60A。通过检测。通过检测UCEUCE饱和压降实现饱和压降实现l3. 3. 3. 3. 过载保护过载保护(OL): (OL): 是防止电机长时间工作在过是防止电机长时间工作在过载状态发热损坏电机同时也可防止变频器发热损坏载状态发热损坏电机同时也可防止变频器发热损坏. .l4. 4. 过压保护
11、过压保护(OE): (OE): 在电网波动、变频器周围有大在电网波动、变频器周围有大负载突然断电、变频器减速停车时电动机作为发电机负载突然断电、变频器减速停车时电动机作为发电机经模块的续流管整流导致经模块的续流管整流导致PNPN端电压升高。我们使用的端电压升高。我们使用的电解电容的额定电压值为电解电容的额定电压值为400V400V的两个串联及的两个串联及800V800V,模,模块的额定电压为块的额定电压为1200V1200V,所以我们的,所以我们的OEOE值定为值定为800V.800V.IPEMCCopyright 2001 PEMC.Tsinghua. All rights reserved
12、.注意事项上电参数设置:出厂值已经设置好,但是在更换电脑上电参数设置:出厂值已经设置好,但是在更换电脑板后,注意电脑板和底座板的匹配,参数的设置(比板后,注意电脑板和底座板的匹配,参数的设置(比如如3.7KW/7.5KW电脑板的板号是一致的,但是霍尔的电脑板的板号是一致的,但是霍尔的采样电阻不一样,电流放大系数就不一致,采的电流采样电阻不一样,电流放大系数就不一致,采的电流就不准确,底座板和就不准确,底座板和F1500板号一致,不可以直接更板号一致,不可以直接更换,也是霍尔输出的两个电阻不一样,不可以直接替换,也是霍尔输出的两个电阻不一样,不可以直接替换)换) 参数设置:调试密码(F101=2
13、006),正确的设置变频器功率代码(F104设置必须与底座板匹配),将自动生成F102(变频器额定电流),F103(变频器功率),F826(电流放大系数)IPEMC1234ABCD4321DCBAVD11Vin+2Vin-3GND14GND25Vout-6Vout+7VD28U73120VCC4R71330/1/4WVUP1UC56104RG568/1/4WUPE456UF/35VC63101RG1268/1/4WD25SF12D2UF4007R311.5K/1/16WC73102UoutE556UF/35VD3UF4007E2156UF/35VD4UF4007R6100/1/4WVUP1UV
14、VVP1VWP1W1R7100/1/4WVNINIPEMCl1:输入侧限流电阻的选取:输入侧限流电阻的选取:R=V/I(VCC4VFVIL)IFl VCC4:输入侧电源;:输入侧电源;lVF:3120输入侧二极管的正向压降(输入侧二极管的正向压降(1.21.8、TYP:1.5V););lVIL:上级电路:上级电路74ACT244输入低电压的最大值(输入低电压的最大值(0.9V与与TTL电平电平兼容);兼容);lIF:3120的输入电流(的输入电流(716、TYP:10mA)。)。l(74ACT244的输出拉灌电流的典型值的输出拉灌电流的典型值24 mA)l如上图中如上图中R71(51.50.5
15、)0.01300l电阻功率的计算:电阻功率的计算:WU2/R,此处电阻功率降额按,此处电阻功率降额按0.50.6倍算倍算,计算后,计算后R71l所选电阻确定为所选电阻确定为330伲伲14W。IPEMCCopyright 2001 PEMC.Tsinghua. All rights reserved.注意事项注意事项注意:(根据变频器的底座设置功率,比如说15KW变频器带11KW电机,F104还是应该设置为15KW的功率代码,11KW电机在F801里面设置)设置好功率后必须恢复出厂值设置隐含区IPEMCCopyright 2001 PEMC.Tsinghua. All rights reserv
16、ed.注意事项校正校正PN端电压和输出电流:端电压和输出电流:空载VVVF运行。PN端电压校正通过电脑板电位器进行调节,使显示值和万用表测量PN端电压相等,矢量控制在测试参数的第一个阶段,就是用这个电压U/I得出F806电机定子电阻。这个电压与LU,掉电记忆,泄放,上电自启动都有关)软件还是通过采CY的电压,算出实际PN端电压再显示出来。出厂已经调整好,如果出现矢量无法正常运行的时候,可以检查一下显示的PN端电压是否准确IPEMCCopyright 2001 PEMC.Tsinghua. All rights reserved.注意事项注意事项开怀50HZ运行,对比变频器的显示值和示波器电流的
17、均方根值或者电流钳电流是否相差不大,偏差在5%之内不需调整,10之内请微调F10(电流校正系数)或者F826,出厂值已经调整好。当矢量控制运转不正常的时候,检查一下电流是否准确在F104功率代码设置正确,显示PN端电压与实际相符,开怀电流与实际准备的情况下,正确设置F801-F805,开始测试电机参数IPEMCCopyright 2001 PEMC.Tsinghua. All rights reserved.注意事项电机参数测量:电机参数测量:通过软件模拟电机学试验得到电机定子电阻、转子电阻、电机互感和漏感。必需根据电机的铭牌信息准确设定F801F805 。然后通过可以通过下列四种方法得到电机
18、参数F806-F809 1:通过设定和修改电机功率自动生成(软件里面做了个表格,把F801电机功率设置好之后可以自动调出电机功率对应的参数F806-F809)。 2: 如果对电机的参数比较了解,手动修改F806F809 IPEMCCopyright 2001 PEMC.Tsinghua. All rights reserved.注意事项3: F800=1,旋转的电机参数测量,因为每台电机的参数 都有一定差异,在条件允许的情况下,测试电机参数,能够使矢量控制更好运转。(旋转电机参数的测量分三个阶段,第一个阶段给电机加一个直流电压,测试出电机的定子电阻,第二个阶段加两项交流,测试出电机的转子电阻,
19、漏感和互感,第三个阶段V/F转一下)4: F800=2,静止电机参数测量,当负载比较重无法与电机脱开的时候选择静止参数测量。(静止参数测量就是上述测量参数三个步骤中的前两个)注意:参数测量的结果F806-F809的值是否准确IPEMCCopyright 2001 PEMC.Tsinghua. All rights reserved.注意事项注意事项矢量控制矢量控制lF2000属于无速度传感器的矢量控制,没有码盘。l适合带基频为50HZ的电机l空载上电的时候要用V/F,矢量控制在不接电机的时候输出不平衡l修改F801-F805的参数后必须重新测试参数,才能用矢量控制带载l矢量控制的载频是固定的不
20、可以通过功能码调节,与F153载频的设定没有关系,矢量控制的载频出厂值10HZ作为分界点,2812 3K转8K,2808 3K转7KIPEMCCopyright 2001 PEMC.Tsinghua. All rights reserved.注意事项l正确设置调试参数是系统正常发挥的关键。lPN端电压和输出电流的正确采样是保证控制效果的重要因素。l系统有一个稳定的核心,所以相关参数尤其是需要打开调试密码进行调节的参数轻易不需改动。l8区的参数是矢量控制的核心,局部的调整可将系统优化。IPEMCCopyright 2001 PEMC.Tsinghua. All rights reserved.启
21、动来源启动来源键盘启动端子启动两/三线式也可以直接启动(两/三线式的优先级高于F202方向给定方式)MODBUS启动(MODBUS的操作)F213=1的重新上电自启动F214=1故障自动复位后,自起动。如果停机时候跳保护,设置自动复位后是不自起动的IPEMCCopyright 2001 PEMC.Tsinghua. All rights reserved.方向方向lF202=0 正转锁定lF202=1 反转锁定lF202=2 端子给定方向(端子OP6/OP7出厂值定义为正转/反转,用F202=2的时候,必须先给方向,后给运行指令才能够运行)lF208端子的两线式/三线式控制,出厂值时F208=
22、0无效,F208的优先级高于F202IPEMCCopyright 2001 PEMC.Tsinghua. All rights reserved.F2000的频率来源的频率来源主频率来源X:包括键盘/,端子UP/DOWN,两个模拟量通道,段速调速,键盘电位器,编码调速,PID调节,MODBUS(通讯模式分为ASII码,RTU码其中ASII码的校验方式为LRC校验,数据位为7位;RTU的校验方式为CRC校验,数据位为8位,校验方式无奇偶校验的时候为停止位为2位,奇/偶校验,停止位为1位)辅助频率来源Y:键盘/,端子UP/DOWN,两个模拟量,段速调速,PID调速(F205辅助频率Y范围的选择,F
23、206辅助频率Y范围是对辅助频率范围的限定)IPEMCCopyright 2001 PEMC.Tsinghua. All rights reserved.频率来源频率来源频率源选择F207=0的时候为X调速,F207=1的为 X+Y调速,F207=2为 XorY(通过端子可切换成Y,该端子定义为频率源切换端子),F207=3,XorX+Y(通过端子切换到X+Y),F207=4段速和模拟量组合调速(只适合于下X F203=4,Y F204=1组合调速,也就是段速和模拟量组合调速,段速优先于模拟量)IPEMCCopyright 2001 PEMC.Tsinghua. All rights rese
24、rved.频率来源频率来源模拟量的对应关系:模拟量AN1下限电压对应的频率为(F401-1)*F111。AN1输入上限电压对应的设定 (F403-1)*F111。在出厂值的时候F401=1,F403=2 所以是0-5V,对应0-50HZ。当F401=0,F403=2其余为出厂值,就是0-5V对应-50HZ-+50HZ。当+50HZ是正转,那-50HZ就是反转 ,极性相反。当外部模拟量输入为4-20MA,那么这时F400模拟量通道输入下限应该设置成1V,同时拨码开关打到该通道电流源输入的位置。IPEMCCopyright 2001 PEMC.Tsinghua. All rights reserv
25、ed.频率来源频率来源在X+Y组合调速,F205=0是指Y辅助频率调节范围是正负上限频率,比如X0键盘调速 Y=1模拟量调速 ,F206=100% ,F401=0,X=20HZ,X+Y的调节范围是2050HZ,F206=50%,X+Y的调节范围是2025HZ,当F401=1这时模拟量下限电压对应的是OHZ,那X+Y的调节范围就是20+25HZ,没有负极性的频率了,同时受F111上限限制IPEMCCopyright 2001 PEMC.Tsinghua. All rights reserved.频率来源频率来源辅助频率为模拟量调速的时候,它的范围不光受F205/F206限制,同时受F401模拟量
26、下限对应的设定和F403模拟量上限对应的设定限制,例如:AI1模拟量输入下限对应设定为F401=1,AI2输入上限对应设定F403=2,是0-5V对应0-50HZ,F205=0,F206=50%,这时频率范围为X+25HZ,因为模拟量设定对应的没有负频率F401=0,是0-5V对应-25HZ-+25HZ同理F205=1的时候,Y的调速范围是XIPEMCCopyright 2001 PEMC.Tsinghua. All rights reserved.频率来源在X+Y调速中,当主频率来源为键盘X=0,辅助频率来源Y=4的时候,F113=10HZ,段速是5HZ,X+Y是15HZ,在运行15HZ的时
27、候调节/键使频率增加到20HZ,松开段速信号,再次给段速信号的时候,X+Y的频率依然是15HZ(即F113的值段速的频率,在这个组合当中,主频率为键盘调速的初始值为F113)。当X=4,Y=0的时候,即辅助频率为键盘调速,初始值为0HZIPEMCCopyright 2001 PEMC.Tsinghua. All rights reserved.频率来源频率来源辅助频率的初始值在F155/F156里面;辅助频率的当前值在F157辅助频率的值/F158辅助频率的方向里面,可以查看。掉电记忆,主频率为键盘调速的时候,记忆在F113里面。辅助频率为键盘调速的时候记忆在F155,F156里面F203=5的时候,是键盘增加下降键和UP/DOWN调速,属于调速后停车不记忆,掉电不记忆的类型。F203=0调速方式一样,停车记忆,掉电记忆。IPEMCCopyright 2001 PEMC.Tsinghua. All rights reserved.停机来源停机来源键盘指令键盘指令端子指令端
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